400AMeV 12C誘發(fā)乳膠核反應α射彈碎片與靶核的關聯(lián)

楊文錦，王 鵬，段振興，鄭素華

(太原工業(yè)學院 理學系，山西 太原 030008)

0 引言

大量的實驗表明，原子核內(nèi)部結構中存在α集團.因此，在對中高能核—核碰撞碎裂研究中，需要考慮原子核內(nèi)部α集團的存在對射彈碎裂影響.進一步研究α射彈碎片的產(chǎn)生機制對認識原子核內(nèi)部結構有著重要的意義.本次實驗，我們共掃描碳核徑跡總長度為26 599 cm，發(fā)現(xiàn)彈性作用事例1 143個，非彈性事例6個，共1 149個作用事例.在非彈性作用事例中，去掉無法測量的事例，選取793個清晰、記錄完整的事例進行分析，對其中的α射彈碎片與靶核碎片關聯(lián)進行了研究.

中高能核—核碰撞中，核乳膠探測器只對帶電粒子敏感，碰撞末態(tài)帶電粒子數(shù)，稱為“帶電粒子多重數(shù)”，用“n”表示.n的平均值稱為“平均多重數(shù)”，用“” 表示[1-2].

碰撞末態(tài)粒子α的多重數(shù)用nα表示.碰撞末態(tài)灰徑跡粒子多重數(shù)用ng表示，主要來源于碰撞初期靶核內(nèi)的反沖質子，對應動能為26 MeV≤EK<375 MeV，另外還有少量的K介子、π介子、氘核、氚核和氦核.碰撞末態(tài)黑徑跡粒子多重數(shù)用nb表示，主要來源于碰撞后期受激靶核的蒸發(fā)碎片，主要是動能為EK<26 MeV的質子.重電離粒子多重數(shù)nh為nh=ng+nb[1-3].

原子核乳膠主要成分[2-3]為H、C、N、O、AgBr，約占99%.根據(jù)核乳膠的組成把核作用分為三大類：1.射彈與重靶AgBr的作用.2.射彈與輕靶C、N、O的作用.3.射彈與H靶作用[2-3].

1 α射彈碎片出射幾率與靶核的關聯(lián)

圖1給出400AMeV12C誘發(fā)乳膠核反應，與氫靶(H)、輕靶(C、N、O)及重靶(AgBr)反應，不同α射彈碎片產(chǎn)生道下多重數(shù)所占的比例.由圖看出，在誤差范圍內(nèi)，產(chǎn)生一個α射彈碎片的事例中，與CNO、AgBr靶作用的比例明顯比與H靶作用的比例高；12C與H靶作用處于不同產(chǎn)生道的幾率大致相同，與CNO、AgBr靶作用的比例則隨nα增大而減小.α射彈碎片是邊緣碰撞射彈旁觀體發(fā)射的產(chǎn)物[3]，當發(fā)生遠邊緣碰撞時產(chǎn)生的是小α粒子多重數(shù)事件，當發(fā)生近邊緣碰撞時產(chǎn)生的是大α粒子多重數(shù)事件.對于nα=1事例，輕靶和重靶半徑較大，12C與之發(fā)生邊緣碰撞的幾率要比與H靶作用幾率大，則輕靶和重靶發(fā)生邊緣碰撞發(fā)射少量α碎片的幾率也大.而對于nα=2，3的事例，由于碳核半徑遠大于H靶，發(fā)生邊緣碰撞產(chǎn)生的射彈旁觀體要比與C、N、O、AgBr靶產(chǎn)生的射彈旁觀體大得多，因此更容易發(fā)生高多重數(shù)的事例.

圖1 12C與不同靶產(chǎn)生α射彈碎片所占的比例

由此我們可以看出，α射彈碎片的產(chǎn)生，與靶核的半徑大小有關，還和射彈與靶核碰撞時的中心相對橫向距離有關.[4-6]

2 α射彈碎片與靶核碎片的關聯(lián)

圖2分別給出本實驗中灰徑跡粒子平均多重數(shù)〈ng〉、黑徑跡粒子平均多重數(shù)〈nb〉、重電離粒子平均多重數(shù)隨nα的變化的關系.

圖2 靶核碎片平均多重數(shù)〈nb〉、〈ng〉、〈nh〉隨nα變化關系圖

由圖2可見，〈nb〉、〈ng〉、〈nh〉都隨nα的增加而減小.原子核乳膠中CNO、AgBr靶占了絕大多數(shù)[1]，即射彈半徑絕大多數(shù)情況下小于等于靶核半徑[5-6].當發(fā)生中心碰撞時射彈全部與靶核碰撞，射彈旁觀體大小為零.而α射彈碎片是由射彈旁觀體發(fā)射的，這時就不會有射彈碎片產(chǎn)生.當碰撞參數(shù)b增大時，射彈的旁觀體部分也增大，產(chǎn)生α射彈碎片的概率也增加.此時反應體部分減小，靶核受激發(fā)程度減弱，因此靶核碎片多重數(shù)也減小了.所以nα越大，說明作用事例的旁觀體越大，射彈與靶核反應體越小，靶核的激發(fā)程度越弱，產(chǎn)生的靶核碎片的多重數(shù)也越小.

3 結論

α射彈碎片多重數(shù)，與靶核的半徑大小有關，還和射彈與靶核碰撞時的中心相對橫向距離(碰撞參數(shù)b)有關.當碰撞參數(shù)b增大時，產(chǎn)生α射彈碎片的概率也增加.靶核半徑越小時，越容易發(fā)生α碎片高多重數(shù)的事例.可以推測，射彈半徑越小時，也越容易發(fā)生α碎片高多重數(shù)事例，還有待進一步研究.還說明α射彈碎片多重數(shù)與靶核碎片的多重數(shù)存在相反的依賴關系，α射彈碎片多重數(shù)越大，作用事例的旁觀體越大，射彈與靶核反應體越小，靶核的激發(fā)程度越弱，靶核碎片的多重數(shù)產(chǎn)生的也越小.